阀门专机五轴联动技术方式及电气控制系统硬件设计

发布时间:2026-01-04  发布者:优化

【一】、阀门专机五轴联动技术方式

目前,阀门专机多是五轴联动的阀门专机,五轴联动阀门专机已成为航空航大、船舶制造等重工业以及仪器加工等工业较重要的加工工具。五轴联动阀门专机一般采用“3+2”的结构,不仅可以实现X/Y/G三个轴的运动,还可以实现另外两个轴的回转。五轴联动阀门双面机床主要可分为立式加工中心、卧式加工中心、摇篮式加工中心等。以立式加工中心为例,立式五轴加工中心的回转轴可分为以下两种实现方式:一是工作台回转轴;二是依靠主轴头的回转;除此以外,卧式加工中心还有通过工作台旋转和主轴头摆动结合的五轴联动结构。五轴联动阀门专机以欧美、为代表,这此或地区的五轴联动阀门专机代表了目前数控领域此项技术的较高水平。而由于工业基础薄弱的内部因素和技术封锁的外部因素,目前的整体水平还很低,不过近几年,我国五轴联动阀门专机发展很快,已经技术上取得较大突破。

【二】、阀门机床电气控制系统硬件设计

以硬件与软件的角度,对阀门机床控制系统进行剖析。

上位机:在这个系统中工控机就是上位机,工作人员在人机交互界面进行操作,操作内容就是将数据输入到系统的加工流程之中,并使其进行读取,界面的人性化设计支持人工修改加工参数,这此改动将快速被处理系统识别,然后根据相关行业协议,把这部分参数数据输入运动控制器,继而实现原定的操作动作。

SIMOTION运动控制器:如果说控制系统是阀门机床的大脑,有鉴于此,SIMOTION具有良好的稳定性,整个系统也就能够平稳的运行对于研究对象所配置的SIMOTION来源于德国西门子公司,它的组成部分为PLC5300和运动控制器。在控制方面它具有PLC一贯具有的稳定性,不仅如此,其还兼具运动控制方面的灵活性。

电源模块:电源模块运用变换频率的形式,实现常用交流电向直流电的转换,之后使用一种称之为逆变器的元件,再将直流电变成工程所需的特定频率的交流电。借助电源模块SIMOTION控制系统将工业供电变成直流,再输送至各个电机模块。电源模块进行细分还有两类,其一是可调电源模块,之所以称之为可调,是因为其可以按要求将转换过的直流电控制在特定范围,并能够进行调节使其在该范围内线性变化;与之对应的是一种不可调电源块,其只可控制固定电压的直流电,不过这种电源块有其的应用领域。

电机模块:这部分实现的作用就是将六百伏的直流电,通过转换变成特定频率的三相交流电,然后将能源供给电机使用。

光栅尺:电机自身装配有编泽工具,然而这种编码器有一定的精度限制,基本上控制在十微米,不过这还是不能满足我们五微米的要求。基于此种考虑,需要使用光栅尺定位工作台,之后把测得的位置传递给控制器。

主轴:阀门机床的主轴由于要求较多,主轴不但精度高,而且十分稳定,同时能够工作很长时间具有较高的寿命。它的冷却系统性能优良,循环的工质为干净的水,在装夹上使用启动夹紧道具,这种方法稳定,效果优良。

变频器:众所周知,作为主轴经常需要进行高速运转,故而要保证性,这就必然要使用到一种高速变频器。就功能上来看,常用的V系列变频器是可以实现的。然而,由于不能匹配串行接口,将导致信息流通不顺畅,为厂解决这个问题,研究人员尝试使用模拟量进行控制,成效斐然。


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